Робототехника описание. Роботы

Фантасты 50-х представляли себе 2000 год с летающими машинами и роботами, живущими бок о бок с человеком.
Как мы видим, этого пока не случилось, тем не менее сфера робототехники постепенно развивались в течение десятилетий, иногда стремительно затем ее развитие приутихло, но в настоящее время вновь возобносила небывалый рост. Каждый месяц производятся тысячи различных промышленных роботов, разрабатываются гуманоиды и андроиды, ученые всего мира работают созданием искусственного интеллекта, и все это -только начало.

Робототехника - это не самостоятельная отрасль, прежде всего это синергия всех последних достижений технических, естественных наук и информационных технологий.

Когда мы говорим "робот", то люди далеки от техники его примерно так и представляют как в советских фантастических фильмах с железными руками и ногами. Конечно, мы вкладываем в это понятие гораздо более широкий смысл.

Выделяют следующие группы роботов:

1. Промышленные - когда говорят "роботизация" имеют ввиду прежде всего развитие этой сферы.

2. Военные - единственный вид, который получил развитие в России, к ним же можно отнести роботов ливидаторов различных аварий и природных катаклизмов.

3. Космические - к ним относятся и спутники, планетоходы и антропоморфные роботы, помогающие космонавтам.

4. Бытовые - уборщики, кухонные роботы, роботы - компаньоны.

5. Андроиды, гуманоиды - различные антропоморфные роботы, чьей целью является усовершенствование "человекообразности" роботов для различных социальных целей.

История робототехники

Автоматизация и роботизация производства в капиталистическом мире началась в 50-е годы XX века. Именно к тому времени можно отнести появление первых промышленных роботов. Они осуществляли сборку оборудования, и простейшие монотонные операции.
Первый такой робот был разработан изобретателем самоучкой Джоржем Деволом в 1954 году. Робот-манипулятор весил две тонны и управлялся программой записанной на магнитном барабане. Система получила название Unimate на новое устройство был оформлен патент и а в 1961 изобретатель основал компанию Unimation.

Первый робот был установлен на заводе Дженерал Моторс (на литейном участке) в 1961 году. Затем новинка была опробована заводами Chrysler и Ford,

Система Unimate применялась для работы с литыми металлическими деталями, которые манипулятор извлекал из форм отливки. Захватиное устройство управлялось гидроприводом.
Робот имел 5 степеней свободы и захватное устройство с двумя "пальцами". Точность работы была весьма высока до 1,25 мм. И был эффективнее человека - работал и быстрее и с меньшим количеством брака.

В 1967 промышленные манипуляторы приходят Европу. Они уже расширяют свой функционал, осваивают профессии сварщика, маляра. У робота появляется "техническое зрение" посредством видеокамер и датчиков, он учится определять габариты изделий и место их расположения.

В 1982 году IBM разрабатывает официальный язык для программирования робототехнических систем. В 1984 - компания Adept представила первый робот Scara с электроприводом .
Новая конструкция сделала роботы более простыми и надежными, сохранив высокую скорость.

В 90-е появился контроллер с интуитивным интерфейсом управления, которому мог управлять оператор, он мог изменять параметры и регулировать режим работы. С тех пор возможности управления роботами и их функиции только развивались, увеличивалась их сложность, скорость, число осей, стали использоваться различные материалы, шире становились возможности разработки и управления, было сделано несколько первых уверенных шагов в сторону искусственного интеллекта.

В то же время в СССР был фактически лидером в робототехнике. Началось все еще в 30-е годы. В 1936 году 16–летний советский школьник Вадим Мацкевич создал робота, который умел поднимать правую руку. Для этого он потратил 2 года работы в токарных мастерских новочеркасского Политеха. Ранее, в 12 лет создал маленький радиоуправляемый броневик, стрелявший фейерверками. На "робота" Мацкевича обратили внимание власти и в 1937 году он представлял его на Всемирной выставке 1937 года в Париже.

На рубеже 30 - 40-х гг. XX в. в СССР также появились автоматические линии для обработки деталей подшипников, а в конце 40-х гг. XX в. впервые в мировой практике было создано комплексное производство поршней для тракторных двигателей с автоматизацией всех процессов - от загрузки сырья до упаковки готовой продукции.

В 1966 в Воронеже был изобретен манипулятор для укладки металлических листов, в 1968 в Ленинграде году разработали подводный робот "Манта" с чувствительным захватным устройством - в дальнейшем он совершенствовался. В 1969 году в ЦНИТИ Миноборонпрома приступили к разработке промышленного робота «Универсал-50». В дальнейшем активно внедрялись автоматизированные системы на крупные производства.

В 1985 году уже использовалось 40 тыс промышленых роботов и в несколько раз превосходило количество, используемых в США. Автоматизированые линии вовсю работали на АвтоВазе в 80-е года и даже подвергались атакам работников-"хакеров".

Были крупные военные и космические разработки. Уникальным достижением по тем временам был беспилотный разведчик ДБР-1, который был принят на вооружение ВВС СССР еще в 1964 году. Такой аппарат мог выполнять разведывательные задачи над всей территорией Западной и Центральной Европы.

Одним из самых заметных достижений отечественной робототехники и науки стало создание в КБ им. Лавочкина «Лунохода-1». Именно советский аппарат стал первым в мире планетоходом, который успешно выполнил свою миссию на поверхности другого небесного тела.

В 1983 году на вооружение ВМФ СССР был принят уникальный противокорабельный комплекс П-700 «Гранит». Его особенностью стало то, что при залповом пуске ракеты могли самостоятельно выстраиваться в боевой порядок и во время полета обмениваться между собой информацией, самостоятельно распределяя цели. При этом одна из ракет комплекса могла играть роль лидера, занимая более высокий эшелон атаки.

Развивались и "роботы-гуманоиды": в 1962 году появился первый робот экскурсовод Рэкс - он проводил экскурсии для детей в Политехническом музее. Говорят, он все еще там "работает".

В Советском Союзе было выпущено более 100 тыс. единиц промышленной робототехники. Они заменили более одного миллиона рабочих, но в 90-е годы эти роботы исчезли.

В дальнейшем развитие робототехники идет ударными темпами, потому что развивается ключевые отрасли - физика, химия, электротехника и главное - электроника. На смену вакуумным лампам пришла силовая электроника, позже микросхемы, затем микроконтроллеры... Появляются новые материалы, новые способы автоматизации и методы программирования.

Но к России и СНГ это не уже не относится. Прежде всего развитие происходит в США, в Юго-Восточной Азии и Западной Европе.

На производствах внедряются управляемые роботизированные линии, роботы манипуляторы используются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, медицине, в космосе и, конечно, в быту.

В некоторых отраслях до 50% работ выполняют промышленные роботы, например в автомобилестроении они могут сварить, покрасить, и переместить детали на другой участок сборки, где ими займутся другие роботы.

Существуют даже 100% автоматизированные фабрики. В Японии есть завод где роботы сами собирают роботов. И даже готовят еду для 2000 человек - офисного центра, обслуживающего этот завод.

В 90-е годы наблюдался некоторый спад. Внедрение роботов, использующих существующие в то время технологии, на производство не принесло ожидаемой прибыли и финансирование некоторых крупномасштабных проектов было приостановлено. По ряду причин - и экономических, и социальных - ожидаемого бума не произошло, они остались как нишевая продукция для автосборочных и ряда других производств.

Резкий скачок произошел только в середине нулевых и это развитие продолжается. Прежде всего из-за того, что в робототехнике заинтересовались военные...

Остановить уже развитие невозможно и все странам, желающим быть в авангарде мировой промышленности приходится это принимать и догонять.

Устройство робота и задачи робототехники

Выделяют шесть общих задач роботехники:

Перемещение - передвижение в любой среде
Ориентация - осознавать свое местоположение
Манипуляция - свободно манипулировать предметами окружающей среды
Взаимодействие - контактировать с себеподобными
Коммуникация - свободно общаться с человеком
Искусственный интеллект - робот должен самостоятельно решать как ему выполнить команду человека

Самое оптимальное перемещение робота на колесах и гусеничной платформе. Именно эти способы обеспечивают наибольшую устойчивость и проходимость.
У колесных платформ с проходимостью сложнее - колесо не может преодолеть препятствие выше, чем его радиус. Колесные схемы постоянно совершенствуются, используются мощные серводвигатели , разрабатывается независимые подвески, применяются покрышки с грунтозацепами.

Устойчивы четырехноние и инсектоморфные роботы (это значит в форме насекомых, несколько "ног", обычно 6) Такие устройства часто используются для военных целей.

Ходить на двух ногах робот учился очень долго. Из всех существующих с этим хорошо справляется только гуманоид ASIMO от Honda он умеет не только устойчиво ходить, но и подниматься по ступеням, компания его разрабатывала более 25 лет
Большинство же человекоподобных роботов пока передвигаются на платформе.

Кроме хождения по земле опреденные модели могут ползать, плавать и летать.

Ориентрируется в пространстве робот с помощью датчиков, сенсоров, видеокамер, имеет способность "видеть" в инфракрасном диапазоне, улаваливать ультразвуковые колебания и воспринимать тепловое излучение.
Управлять может и оператор, он может находиться в той же комнате или за несколько километров.

Все озвученные задачи робототехники в той или иной мере решаются. Робот становится совершеннее, он умеет сотрудничать с другими роботами, учится общаться человеком и лучше его понимать.

Интересная схема обучения космического робота-спутника, вероятно этот же принцип используется для настройки других робототехнических систем. "Эмоциональное обучение", как называют его разработчики. Суть его в том, что в нем закладывается "аппарат эмоций", который сообщает спутнику что для него "хорошо", а что "плохо". Хорошо - если он нацеливается на конкретный заданный обьект - это увеличивает оценку, плохо - если от него отклоняется - оценка будет уменьшена. Ну и так пока устройство не станет стабильным "хорошистом".
Например, это может пригодиться для космических телескопов. Обучение проводится с помощью оператора и занимает около 20 минут, результат отображается в базе знаний.

Конкретно это описанное устройство космонавт может выбросить в открытый космос: остальные действия спутник выполнит сам. В концепте разработана модель нервной системы, которая логически следует из тех условий, в которых работает нервная система всех живых организмов.
Робототехника будущего может самостоятельно собирать новые знания, анализировать их и применять на практике.

Сегодня занятия робототехникой становятся очень популярными. Школьникам такие уроки помогают сформировать и развить критическое мышление, научиться творчески подходить к процессу решения задач различного уровня сложности, а также получить навыки работы в команде.

Новое поколение

Современное образование переходит на новый виток своего развития. Многие педагоги и родители ищут возможность заинтересовать детей наукой, привить любовь к обучению и зарядить желанием творить и мыслить неординарно. Традиционные формы изложения материала уже давно утратили свою актуальность. Новое поколение не похоже на своих прародителей. Они хотят учиться живо, интересно, интерактивно. Это поколение легко ориентируется в современных технологиях. Дети хотят развиваться так, чтобы не только идти в ногу со стремительно развивающимися технологиями, но и непосредственно участвовать в этом процессе.

Многие из них интересуются: «Что такое робототехника? Где этому можно учиться?».

Образование и роботы

Эта учебная дисциплина включает в себя такие предметы, как конструирование, программирование, алгоритмику, математику, физику и другие дисциплины, связанные с инженерией. Ежегодно проводится World Robotics Olympiad (всемирная олимпиада по робототехнике - WRO). В образовательной сфере - это массовое соревнование, позволяющее лучше узнать, что такое робототехника для тех, кто впервые сталкивается с подобным предметом. Оно дает возможность попробовать свои силы участникам более чем из 50 стран. На соревнования съезжаются порядка 20 тысяч команд, в состав которых входят дети от 7 до 18 лет.

Основная цель WRO: развитие и популяризация НТТ (научно-технического творчества) и робототехники в молодежной и детской среде. Подобные олимпиады являются современным образовательным инструментом XXI века.

Новые возможности

Чтобы дети лучше понимали, что такое робототехника, на соревнованиях применяются теоретические и практические навыки, полученные на занятиях в рамках клубной работы и школьной программы по изучению естественно-научных предметов и точных наук. Увлеченность робототехнической дисциплиной постепенно перерастает в желание глубже узнать такие науки, как математика, физика, информатика и технологии.

WRO - это уникальная возможность для ее участников и наблюдателей не только узнать глубже что такое робототехника, но и развить в себе навыки творчества и критического мышления, которые так необходимы в XXI веке.

Обучение

Интерес к образовательной дисциплине робототехнического направления растет с каждым днем. Материальная база постоянно улучшается и развивается, многие идеи, еще недавно остававшихся мечтой - сегодня реальность. Изучение предмета «Основы робототехники» стало возможным для большого числа детей. На уроках ребята учатся решать задачи с ограниченными ресурсами, обрабатывать и усваивать информацию, а также использовать ее в правильном русле.

Дети учатся легко. Современное подрастающее поколение, воспитывающееся на различных гаджетах, как правило, не имеет трудностей в освоении дисциплины «Основы робототехники», при условии наличия желания и тяги к новым знаниям.

Нужно что даже взрослых людей сложнее переучивать, чем научить чистые, но жаждущие детские умы. Положительной тенденцией есть колоссальное внимание к популяризации робототехники в молодежной среде со стороны правительственных органов России. И это понятно, так как задача модернизации и привлечения молодых специалистов - это вопрос конкурентоспособности государства на международной арене.

Важность предмета

Сегодня актуальным вопросом Министерства образования стоит введение образовательной робототехники в круг школьных дисциплин. Она считается важным направлением развития. На уроках технологии дети должны получать представления о современной сфере развития техники и конструирования, которые дают им возможность самим придумывать и строить. Не обязательно всем ученикам становиться инженерами, но возможность должна быть у каждого.

Вообще, уроки робототехники крайне интересны детям. Это важно понимать всем - и учителям, и родителям. Такие занятия дают возможность увидеть другие дисциплины в ином свете, понять смысл их изучения. А ведь именно смысл, понимание того, зачем это нужно, движет умами ребят. Его отсутствие сводит на нет все усилия учителей и родителей.

Важным фактором является то, что обучение робототехнике - процесс не напрягающий и всецело поглощающий детей. Это не только развитие личности ученика, но и возможность уйти от улицы, неблагоприятной обстановки, праздного времяпровождения и влекущих за ним последствий.

Происхождение

Само название робототехники происходит от соответствующего английского robotics. Это прикладная наука, которая занимается разработкой технических автоматизированных систем. На производстве она является одной из главных технических основ интенсификации.

Все законы робототехники, как и сама наука, тесно связаны с электроникой, механикой, телемеханикой, механотроникой, информатикой, радиотехникой, электротехникой. Сама робототехника подразделяется на промышленную, строительную, медицинскую, космическую, военную, подводную, авиационную и бытовую.

Понятие «робототехника» впервые в своих рассказах использовал писатель-фантаст Это было в 1941 году (рассказ «Лжец»).

Само слово «робот» придумали в 1920 году чешский писатели и его брат Йозеф. Оно вошло в научно-фантастическую пьесу «Россумские универсальные роботы», которая была поставлена в 1921 году и пользовалась большим зрительским успехом. Сегодня можно наблюдать, как линия, обозначенная в пьесе, получила широкое развитие в свете научно-фантастической кинематографии. Суть сюжета: хозяин завода занимается разработкой и наладкой выпуска большого числа андроидов, способных работать без отдыха. Но эти роботы в итоге восстают против создателей.

Исторические примеры

Интересно, что зачатки робототехники появились ещё в античные времена. Об этом свидетельствуют останки движущихся статуй, которые были изготовлены в I веке до н.э. Гомер писал в «Илиаде» о сотворенных из золота служанок, способных говорить и мыслить. Сегодня разум, которым наделяют роботов, получил название - искусственный интеллект. Кроме того, древнегреческому инженеру-механику Архиту Тарентскому приписывают разработку и создание механического летающего голубя. Это событие датируется приблизительно 400 годом до н.э.

Таких примеров большое множество. Они хорошо раскрыты в книге Макарова И.М. и Топчеева Ю.И. «Робототехника: история и перспективы». В ней в популярной форме рассказано об истоках современных роботов, а также очерчена робототехника будущего и соответствующее развитие человеческой цивилизации.

Типы роботов

На современном этапе важнейшими классами роботов широкого назначения являются мобильные и манипуляционные.

Мобильный — это автоматическая машина с движущимся шасси и управляемыми приводами. Эти роботы могут быть шагающими, колёсными, гусеничными, ползающими, плавающими, летающими.

Манипуляционный — это автоматическая стационарная или передвижная машина, состоящая из манипулятора с несколькими степенями подвижности и программным управлением, выполняющим двигательные и управляющие функции в производстве. Такие роботы бывают в напольном, портальном или подвесном виде. Наибольшее распространение они получили на приборостроительных и машиностроительных производствах.

Способы перемещения

Большое распространение получили колёсные и гусеничные роботы. Перемещение шагающего робота представляет нелегкую задачу динамики. Такие роботы пока не могут иметь устойчивого движения, присущего человеку.

Относительно летающих роботов можно сказать, что большинство современных самолётов как раз ими являются, но управляются они пилотами. В то же время автопилот может контролировать полёт на всех стадиях. К летающим роботам относятся и их подкласс - крылатые ракеты. Такие аппараты имеют небольшой вес и выполняют опасные миссии, вплоть до ведения огня по команде оператора. Кроме того, есть проектные аппараты, способные к самостоятельному ведению огня.

Существуют летающие роботы, использующие методы движения, которые используют пингвины, медузы и скаты. Этот способ перемещения можно увидеть у роботов Air Penguin, Air Ray, Air Jelly. Их производит компания Festo. А вот роботы RoboBee используют методы полёта насекомых.

Среди ползающих роботов есть ряд разработок, подобных по перемещению червям, змеям и слизням. При этом робот использует силы трения на шероховатой поверхности или кривизну поверхности. Подобное перемещение полезно для узких пространств. Такие роботы нужны для поиска людей под обломками разрушенных зданий. Змееподобные роботы способны к перемещению в воде (такие, как ACM-R5 производства Японии).

Перемещающиеся по вертикальной поверхности роботы, используют такие подходы:

подобные человеку, который взбирается на стену с выступами (Стэнфордский робот Capuchin);
подобные гекконам, снабжённых вакуумными присосками (Wallbot» и Stickybot).

Среди плавающих роботов существует много разработок, перемещающимся по принципу подражания рыбам. Эффективность такого движения на 80% превосходит эффективность движения с гребным винтом. Подобные конструкции имеют низкий уровень шума и высокую маневренность. Этим они вызывают большой интерес у исследователей подводного пространства. К таким роботам относятся модели Эссекского университета - Robotic Fish и Tuna, разработанный институтом Field Robotics. Они смоделированы по движению, характерному для тунца. Среди роботов, имитирующих движение ската известна разработка фирмы Festo: Aqua Ray. А робот, движущийся как медуза, - это Aqua Jelly от того же разработчика.

Кружковая работа

Большинство кружков по робототехнике ориентированы на начальную и среднюю школу. Но и дети дошкольного возраста не обделены вниманием. Главную роль здесь играет развитие творчества. Дошкольники должны научиться мыслить свободно и воплощать свои идеи в творчестве. Именно поэтому занятия по робототехнике в кружках для детей до 6 лет направлены на активное использование кубиков и простых конструкторов.

Школьная программа, безусловно, усложняется. Она дает возможность познакомится с различными классами роботов, попробовать себя на деле, углубиться в науку. Новые дисциплины раскрывают потенциальные возможности ребенка для получения профессиональных навыков и знаний в выбранной области инженерии.

Робототехнические комплексы

Современное развитие робототехники находится в такой стадии, что, кажется, вот-вот произойдет мощный рывок в робототехнологиях. Это так же, как с видеосвязью и мобильными гаджетами. Еще недавно все это казалось недоступным для массового потребления. А сегодня - это обыденность, переставшая удивлять. Зато каждая выставка робототехники показывает нам фантастические проекты, которые захватывают дух человека от одной только мысли об их внедрении в жизнь общества.

В системе образования позволяют реализовать программу с применением проектной деятельности именно комплексные установки из роботов, среди которых популярны:

Управление

По типу управления системы бывают:

биотехническими (командные, копирующие, полуавтоматические);
автоматические (программные, адаптивные, интеллектуальные);
интерактивные (автоматизированные, супервизорные, диалоговые).

К основным задачам управления роботами относятся:

планирование движений и положений;
планирование сил и моментов;
идентификация динамических и кинематических данных;
анализ динамической точности.

Большое значение в сфере робототехники имеет развитие методов управления. Это важно для технической кибернетики и теории автоматического управления.

самые перспективные компании и проекты.

3.Крупнейшие и наиболее известные производители роботов в мире:

6.Перспективные компании и проекты в робототехнике на 2015г. и далее:

7.Роботы / робототехника - виды роботов, лучшие роботы:

Перечень существующих и используемых роботов в мире.

Человекообразные роботы.

Биороботы.

Промышленные роботы.

Подводные роботы.

Бытовые роботы.

Военные, боевые роботы.

Торговые роботы в трейдинге.

1.Мировой рынок робототехники:

Объем рынка от 15 до 30 млрд. долл. (разница в оценках от того, что различные эксперты считают робототехникой) с учетом основных сегментов - промышленной и сервисной робототехники (военные роботы, бытовые, для образовательных целей, для помощи инвалидам и роботы игрушки (объем мирового рынка сервисной робототехники оценивается в 5,3 млрд. долл.)).

Продажи промышленных роботов с 2013 по 2014гг. выросли со 160 тыс. шт. до 178 тыс. шт., продажи сервисных роботов с 2013 по 2016гг. по предположнию экспертов должны выйти на уровень - 15,5 млн. шт. бытовых роботов, 3,5 млн. шт. роботизированных игрушек, 3 млн. шт. для образовательных целей, и 6,4 тыс. шт. для помощи инвалидам.

Основные покупатели промышленных роботов - Япония, Южная Корея, Китай, США, Германия , страны основные производители роботов - Япония и Германия (более 50% и около 22% соответственно, мирового производства промышленных роботов).

Самый большой спрос и рост производства ожидается в производстве - персональных, образовательных, бытовых роботов помощников, производственных (сборочных, сварочных, покрасочных, и т.п.), реабилитационных, различных видов мобильных, медицинских, хирургических, сельскохозяйственных, строительных и военных роботов.

Boston Consulting Group прогнозирует увеличение инвестиций в промышленную робототехнику до 2025 года (далее более подробно) среди 25 крупнейших экономик мира - до 10% в год, по сравнению с 2 - 3 % в настоящее время. Инвестиции будут окупаться за счет снижения стоимости и повышения эффективности. Роботы становятся дешевле. Стоимость робота для точечной сварки, например, упала со $ 182 000 в 2005г. до $ 133 000 в прошлом году и снизится до $ 103 000 к 2025г. Ускоренная автоматизация, позволит пересмотреть критерии выбора мест для открытия и расширения производств, вследствие чего, наличие дешевой рабочей силы может стать менее значимым фактором, это позволит вернуть часть производств обратно в США и ЕС из стран с более низкой заработной платой.

В октябре 2014г. Оксфордский университет опубликовал исследование о перспективах использования робототехники, в котором допускается, что в течение последующих двух десятилетий до 47% сегодняшних рабочих мест в США могут быть заменены роботами.

Президент китайской ассоциации робототехники (CRIA) Song Xiaogang сообщил, что количество роботов, проданных в Китае в 2014 году, достигнет 50000 шт., по сравнению с 36860 шт. в 2013 году. «…Робототехническая промышленность будет поддерживать ежегодный темп роста в 40% в течение длительного периода времени», сказал он. «Китай уже обогнал Японию, став крупнейшим в мире потребителем роботов, покупая более одной пятой из всех производимых в мире роботов».

2.Российский рынок робототехники:

Доля России на современном рынке робототехники составляет всего порядка 0,17%. По данным компании Нейроботикс объем отечественного рынка готовых роботов и компонентов в ближайшие год - два должен составить порядка 30 тыс. штук или примерно 3 млрд. рублей.

Средняя стоимость антропоморфного робота (обладающего сходством с человеком) сейчас составляет 450 тыс. долл. По словам главного робототехника Фонда Сколково Альберта Ефимова, сейчас в России в год продается около 300 роботов: Это в 500 раз меньше, чем в развитых странах. Кроме крупных зарубежных автомобильных брендов внедрением робототехнологий у нас почти никто не занимается.

В России на 10 тыс. работников предприятий в обрабатывающей промышленности приходится около 2-х роботов, в Китае и ЮАР - около 24-х, в Бразилии 5-ть, в Индии примерно, так же как и в России.

К особенностям рынка робототехники относятся длительные, трудоемкие и капиталоемкие этапы проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также при создании опытных образцов разработанной продукции, поэтому в этой сфере большое значение играет участие и помощь со стороны государства.

Российский рынок робототехники представлен в основном космическими и специальными роботами — саперами, разведчиками. Производятся эти устройства в рамках оборонного заказа, и детали госконтрактов не разглашаются. К тому же часто роботами занимаются центры при институтах, не предполагающие коммерческой деятельности. Поэтому трудно судить о объемах производства предприятий робототехники в РФ.

Поэтому, каким образом была получена цифра 0,17% в 2013 году (доля России на рынке промышленных роботов) - большой вопрос.

Тем не менее, в при всей возможной условности оценок робототехники в России разрыв между высоко развитыми странами в мире и РФ в области робототехники безусловно существует.

Удачные модели роботов, применимые для промышленности, остаются единичными экземплярами, произведенными в научно-прикладных целях, и не идут в массовый выпуск. Бытовые роботы крайне мало интересуют российских робототехников. На 2014 год, по данным Международной федерации робототехники , общее количество работающих в нашей стране роботов составило примерно 4 тысячи.

При этом даже пока единственно развитая в России отрасль робототехники — военная , имеет колоссальные перспективы развития. Несмотря на заметное отставание и в этой области, боевые и специальные роботы российских ученых пока получают признание на международных выставках вооружения и получают специальные премии.

1:04 Современные роботы: беспилотники, разведчики, саперы.

3.Крупнейшие и наиболее известные

производители роботов в мире:

Лидирующие позиции в разработке, производстве и продвижении промышленной робототехники занимают крупнейшие международные корпорации, холдинги и компании, такие как:

iRobot Corporation (США). Специализируется на военных роботах - саперах, спасателях, разведчиках, а так же бытовых - пылесосах и моющих роботах. К 2013г. компания продала более 10 млн. домашних роботов. За 10 лет с 2004 по 2014г. компания увеличила объем продаж с 95 до 505 млн. долл. и прибыль с почти нулевого уровня до 25 млн. долл. в год. Наиболее известные и популярные роботы компании:

бытовые роботы:

AVA с бортовым компьютером;
Verro , созданный для очистки бассейнов;
Roomba и Create , выполняющие функции пылесоса;

военные и охранные роботы:

боевая система SUGV , выполняющая функции эвакуации и передачи данных в военных условиях;
Warrior , созданный для обезвреживания взрывных механизмов, перемещения раненых и тушения пожаров;
подводный аппарат Seaglider ;
Ranger , осуществляющий водное патрулирование;
мини-аппарат LANdroids для поддержки связи, принимающий сигнал устройств Apple.

ABB (Швеция — Швейцария). Один из лидеров рынка робототехники, компания образована в результате слияния ASEA и Brown, Boveri & Cie. Специализируется на промышленных роботах разных уровней сложности. Компания строит завод в России, первая очередь будет сдана в середине 2015 года.

FANUC Robotics (Япония). Производит большей частью промышленных роботов: для сварки и паллетизации , покрасочных , портальных , дельта-роботов . Создали самого сильного робота с грузоподъемностью 1350 кг. способного поднимать грузы на высоту до 6 м.

KUKA (Германия). В 1973 году создала первого в мире промышленного робота. Роботы этой фирмы широко используются в области автомобилестроения. Так же производит робот Robocoaster , который используется, как развлекательный аттракцион. Произвела более 100 тысяч роботов.

Kawasaki Robotics (Япония). Производит промышленных роботов — для работы в агрессивных средах, во взрывоопасных помещения, роботов для университетов, роботов-пауков. По всему миру установлено более 120 тысяч роботов их производства.

Мitsubishi (Япония). Занимается созданием промышленных роботов , используемых:

на производстве мобильных устройств;
при совершении погрузочно-разгрузочных работ;
в автомобилестроении;
в установке небольших деталей на лабораторное и медицинское оборудование.

LG Electonics (Южная Корея). Входит в состав LG Group, один из крупнейших производителей бытовой техники, производит роботов для дома , например роботы-пылесосы.

Kaman Corporation (США) Специализируется на производстве боевых, военных и промышленных роботов .

Sony (Япония). Самой известной разработкой фирмы пожалуй является двуногий робот QRIO . Этот интеллектуальный андроид имеет емкую операционную память, способен брать и перемещать вещи, передвигаться, спускаться по лестнице и танцевать, производит другие игровы е робот ы , например, роботы-собаки . Первый экземпляр появился еще в 1999 году.

Honda (Япония). Создали робота-гуманоида Асимо , умеющего разговаривать, распознавать лица и ходить.

Panasonic (Япония). Один из крупнейших производителей бытовой техники, выпускает промышленных роботов , таких как робот-парикмахер , моющий людям головы, обучающиеся индустриальные роботы , роботы-бегуны и роботы пылесосы .

LEGO Group (Дания) Производит роботизированные наборы — конструкторы для создания программируемого робота .

Yujin Robot (Южная Корея). Компания известна благодаря созданию доступных роботов-игрушек и бытовых устройств. Одним из самых востребованных проектов компании является робот-пылесос Iclebo , способный выполнять влажную уборку помещений.

Intuitive Surgical (США). Основным продуктом компании стала хирургическая система Da Vinci, прототип которой был спроектирован более 30 лет назад. Этот аппарат, оснащенный 4-мя руками, способен выполнять хирургические операции.

Consis. Занимается разработкой аптечных роботов - манипляторов, которые оказывают помощь фармацевтам. Эти устройства устанавливаются в местах хранения медикаментов, где они оптимизируют процессы хранения и поиска лекарств. Система позволяет сократить время обслуживания клиентов, увеличить товарооборот и рационально использовать места хранения лекарственных средств.

Gostai (Франция). Создает роботов серии Jazz . Аппараты действуют в режиме телеприсутствия и снабжены основными компьютерными приложениями. Управление роботом, подключенным к Wi-Fi, осуществляется с помощью браузера. Jazz осуществляет навигацию и ночное патрулирование.

AIST. Производит робот-гуманоид HRP-4C , с внешностью молодой девушки. Разработчики смогли максимально точно скопировать черты и лица тела человека. Аппарат способен петь, распознавать речь и окружающие звуки.

Aldebaran Robotics (Франция). Создали человекоподобный робот NAO , который отличается способностью использовать жесты, идентифицировать голоса и реагировать на команды. Робот может интерпретировать происходящие события, принимать решения согласно текущей обстановке и обучаться.

Takara Tomy. Интерактивный щенок i-SODOG компании Takara Tomy обладает способностью к запоминанию и обучению. Искусственный интеллект собаки-робота позволяет ей правильно реагировать на 50 голосовых команд. Робот может танцевать под музыку, распознавать голоса и запахи.

Сubic Robotics. Компания создала домашнего помощника Сubic , способного - включать и выключать электроприборы, распознавать человеческую речь, говорить с хозяином.

Engineering Arts. Робот-актер Robo Thespian созданный компанией наделен системой лицевых и скелетных мышц. Аппарат способен воспроизводить сцены из фильмов, создавать собственные сценарии.

Innovation First (США). Микророботы серии Hexbug созданы в виде насекомых. Это роботы-игрушки , которые могут ползать, находить выход из сложных лабиринтов и служить приманкой для домашних животных.

Другие крупные и известные компании на рынке робототехники:

Yaskawa Electric, Comau, Reiss, Stäubli, Kaman Corporation , Nachi-Fujikoshi, Thyssen, Adept Technology, American Robot, Omron, RoboGroup TEK, Rockwell Automation, ST Robotics, Yamaha Robotics, Kawasaki, Durr, Toshiba, General Motors (GM) …и многие другие.

В общей сложности на мировом рынке работает порядка 400 компаний занимающихся производством робототехники.

4.Производители роботов и роботы в РФ:

Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" - создан в 1968 г. в Санкт-Петербурге. Основные направления — мехатроника , мобильные робототехнические комплексы , кибернетика космического, морского, воздушного и наземного базирования, роботы и манипуляторы для работы в экстремальных условиях .

ЗАО «Центр высоких технологий в машиностроении при МГТУ им. Н.Э. Баумана» Москва - продукция: роботы-саперы, разведчики, сухопутные боевые роботы, шагающие роботы . Чистая прибыль за 2012 год увеличилась с 1,95 млн. руб. до 5,35 млн. руб.

ОАО «НИКИМТ-Атомстрой» - головная материаловедческая организация «Росатома», находится в Москве, производит мобильные роботы и системы управления ими . Чистый убыток ОАО «НИКИМТ - Атомстрой» за 2012 год снизился в 2,4 раза до 311,83 млн. руб. с 749,30 млн. руб. за аналогичный период прошлого года.

НИИ системных исследований РАН Москва - выпускает транспортные роботы, роботизированное оборудование для производства ЭВМ, программное обеспечение.

НПО «Андроидная техника» - относительно молодая компания, образованная в 2005 году, с головным офисом в Москве. Занимается производством роботов-андроидов, боевых роботов-аватаров , в этом году робот-аватар выйдет на испытания. Использует робототехническую систему SAR-400 для участия в космических исследованиях. Робот может выполнять сервисные и аварийные работы в условиях, опасных для жизнедеятельности человека. Годовой оборот и выручка компании не афишируются.

ФГУП ЦНИИмаш г. Королев, учредитель «Роскосмос» . Команда института создала космического антропоморфного робота SAR-400 . В 2015 году запланирован проект «Обмен» , в результате которого будут созданы технологии обмена информацией и управления роботами на поверхности Луны и других планет. Выручка ОАО НПО "ЦНИИМАШ" по итогам 2013 года выросла до 1,7 миллиарда рублей.

ОАО «ЦНИИТОЧМАШ» Госкорпорации Ростех, Московская область, Климовск. Основано в 1944 г. Одна из многообещающих разработок совместно с Фондом перспективных исследований - антропоморфный боевой робот под управлением оператора. Робот при помощи руки-манипулятора стреляет из пистолета по мишени и ездит на квадроцикле. Предприятие производит самые массовые виды вооружения и военной техники для различных родов войск, в том числе роботизированные обзорно-прицельные приборы для воздушных и наземных носителей вооружения и военной техники .

1:25 Робот "Аватар".

СПКБ ПА расположено в г. Ковров, разработало конструкцию мобильного робота-вездехода «Варан» для серийного производства, роботы сверхлегкого класса — разведчики и саперы. «СКБ ПА» за 2012 год получило прибыль от продаж в 82,19 млн. руб.

МИРЭА (Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики) — разработал дистанционную систему управления манипуляционным мини-роботом через Интернет, интеллектуальную бортовую систему управления для роботов воздушного, наземного и подводного базирования, интеллектуальный пылесос .

«Научно Исследовательский Технологический Институт (НИТИ) Прогресс» в Ижевске, ему принадлежит разработка новейшего роботизированного комплекса «Платформа-М» для армии России. Это бронированный робот с дистанционным управлением, гранатометом и пулеметом, ведет бой без контакта с противником, используется для разведки и охраны. Способен уничтожить стационарную и подвижную цель. Первые серийные образцы уже поступили в Вооруженные Силы России.

1:44 Испытания боевого робота с пулеметом и гранатометом.

Ижевский радиозавод — специализируется на роботехнических комплексах, например, мобильный робототехнический комплекс МРК-002-БГ-57 , уничтожает стационарные и подвижные цели, обеспечивает огневую поддержку и разведку, роботизированный комплекс-сапер, МРК-ВТ-1 — комплекс на гусеничном ходу, управляемый по радиоканалу на расстоянии до 1 км.

Институт проблем механики им.А.Ю. Ишлинского АН Москва - занимается мобильными роботами: несколько типов — шагающие, на колесах или на присосках - для перемещения по поверхностям произвольного наклона, роботы, двигающиеся внутри труб, миниатюрные мобильные промышленные роботы.

НИИ стали Москва - создали уникальный многофункциональный роботизированный мини-погрузчик МКСМ 800А-СДУ с дистанционным управлением, спасатель и сапер для работы в агрессивных средах. Проводит ядерную, биологическую и химическую разведку.

Компания СМП Роботикс - Зеленоград, создала и выпустила в производство роботов-патрульных - «Трал Патруль 3.1» . Охраняет большие территории и выявляет на ней движущиеся объекты.

Другие роботы присутствия и роботы универсалы (российской разработки):

Робот-универсал - может быть роботом теле присутствия, промоутером и даже барменом, разработан компанией ЗАО «РБОТ» робот теле присутствия R.Bot. Цена от 379 000 руб.

Мобильная автономная система - робот удалённого присутствияWebot от компании Wicron позволяет производить действия в месте нахождения робота, используя компьютер и Интернет. Робот позволяет удаленно наблюдать за происходящим и разговаривать с людьми, видеть окружающий вас мир и спокойно передвигаться по нему со скоростью идущего человека. Цена от 300 000 руб.

Робот видеонаблюдения и телеприсутствия - разработчик НИЛ АП (Научно - исcледовательская лаборатория автоматизации проектирования). Скайп на колесах или вебкамера с микрофоном и громкоговорителем - ездит и поворачивается в нужную сторону. Управление можно осуществлять из любой точки мира через интернет с любого компьютера или смартфона, без установки специального программного обеспечения - достаточно войти на сайт BotEyes.ru под своим логином и паролем. Цена от 1 390 ам. долл.

Робот телеприсутствия - Synergy Swan от компании «РБОТ» , с использованием технологии для роботов со сменным интеллектом , обеспечивающей оптимальное соотношение цена / качество по сравнению с функциональными аналогами на рынке. Цена от 59 900 руб.

Робот телеприсутствия - удаленного управления и проведения телеконференцийот компании PadBot , позволяет перемещаться и проводить видеоконференции в онлайн режиме через компьютер или телефон. PadBot приложение доступно как для iPhone, iPad, Android телефонов и планшетов, в ближайшем будущем станет доступно управление через веб-интерфейс. Цена от 35 000 руб.

Дин-Софт. Робот-официант , программное обеспечение которого создавалось в компании «Дин-Софт» , может - следить за гостями, раздавать меню, разносить блюда, принимать оплату, собирать посуду.

5.Робототехника - глобальные перспективы:

Бостонская исследовательская компания (BSG) в рамках глобального исследования рынка робототехники прогнозирует до 2025г. среднегодовые темпы его роста в 10,4% . В том числе и в первую очередь:

Порядка 15,8% годового роста в сегменте персональных роботов - роботы для обучения и образования, развлечений, безопасности, уборки помещений и других бытовых целей. Объем продаж вырастет до 9 млрд. долл. к 2025г. с 1 млрд. долл. в 2010г.
Порядка 11,8% годового роста продаж роботов для медицинских, хирургических целей, в сельском хозяйстве и строительстве. Объем продаж вырастет до 17 млрд. долл. к 2025г. с 3,2 млрд. долл. в 2010г.
Порядка 10,1% годового роста продаж роботов в производстве - для сварочных, сборочных, покрасочных, погрузочно - разгрузочных и других видов работ. Объем продаж вырастет до 24,4 млрд. долл. к 2025г. с 5,8 млрд. долл. в 2010г. Таким образом, данный сегмент робототехники, не смотря на меньшие темпы роста, сохранит за собой большую долю рынка робототехники.
Порядка 8,1% годового роста продаж роботов для военных целей - в первую очередь беспилотных летательных аппаратов, военных экзоскелетов, подводных аппаратов и наземных транспортных средств. Объем продаж вырастет до 16,5 млрд. долл. к 2025г.

Все это будет происходить на фоне падения цен роботов и комплектующих с повышением их производительности и сложности, выполняемых ими работ, что в свою очередь будет вести к расширению спектра их использования.

6.Перспективные компании и проекты

в робототехнике на 2015г. и далее:

ЕС финансирует 17 новых робототехнических проектов. Проекты под общим названием Horizon 2020 , каждый из которых акцентирован на развитии значимых роботизированных технологий для промышленного и сервисного использования. Акцент делается на быструю передачу технологий с последующей коммерциализацией, поэтому в каждом проекте есть, по меньшей мере, один корпоративный партнер.

1.AEROARMS - роботизированные системы с несколькими манипуляторами и усовершенствованными возможностями для аэрокосмической промышленности.

2.AEROWORKS - летающие роботы для автономного осмотра и технического обслуживания городской инфраструктуры.

3.COMANOID - роботизированные решения для сложных или утомительных для человека операций по сборке самолетов Airbus .

4.CENTAURO - симбиоз человека-робота , в котором оператор управляет манипуляторами робота.

5.CogIMon - гуманоидный робот для взаимодействия с людьми и роботами.

6.FLOBOT - робот уборщик полов в промышленных, бытовых и офисных помещениях.

7.Flourish - перспективные сельскохозяйственные роботы .

8.RETRAINER - робот помощник в процессе реабилитации людям, перенесшим инсульт, и для восстановления функций руки и кисти.

9.RobDREAM - усовершенствованные промышленные мобильные роботы- манипуляторы .

10.RoMaNS - роботизированная система по очистке накопившихся ядерных отходов.

11.SARAFun - двурукий робот для сборочных операций на базе ABB YuMi .

12.EurEyeCase - хирургические роботы для глазных операций.

13.SecondHands - робот помощник , обеспечивающий содействие при выполнении рутинных операций профилактического обслуживания.

14.Smokebot - разработка мобильных роботов с новыми экологическими датчиками для обследования мест стихийных бедствий с низкой видимостью.

15.SoMa - разработка мягких элементов роботов для безопасного взаимодействия с человеком и окружающей средой.

16.Sweeper - обеспечение автоматизированной уборки урожая сладкого перца.

17.WiMUST - расширение и улучшение функциональных возможностей существующих морских робототехнических систем.

…другие последние значимые события, тренды в мире:

Дроны - китайская компания DJI один из крупнейших в мире производителей потребительских беспилотных летательных аппаратов (дронов) пытается привлечь до 10 млрд. долларов для расширения производства.

Роботизированные манипуляторы - компания ABB объявила о приобретении немецкой робототехнической компании Gomtec с целью расширения ассортимента своей продукции за счет так называемых коллективных или совместных роботов. Легкие, гибкие роботизированные манипуляторы от Gomtec представляют собой семейство шести осевых модульных роботов «коллективного» типа под названием Роберта, с базовой ценой от € 27 900 до € 32 700 .

Роботизированные пылесосы - становятся все более популярными в мире, переходя из категории диковинок в разряд товаров массового спроса. Компания iRobot в 2014г. уже продала 12 миллионов пылесосов марки Roombas с начала их продаж. Роботизированные пылесосы сейчас составляют 18% на мировом рынке пылесосов и их доля растет с ежегодным темпом 21,8% (компания iRobot занимает 83% на североамериканском, 62% на Европейском и Ближневосточном и 67% на Азиатско-тихоокеанском рынках). Еще одна китайская компания - Ecovacs , только за один день сумела продать 73 300 шт. пылесосов, большая часть из которых были пылесосы-роботы Ecovacs Deebot.

7.Роботы / робототехника - виды роботов,

лучшие роботы:

Перечень существующих и применяемых роботов в мире : аптечный, биоробот, промышленные, транспортные, подводный, бытовые, боевой, зооробот, летающий робот, медицинский робот, микроробот, наноробот, персональный робот, педикулятор, робот - артист, робот для аптеки, роботы игрушки, робот официант, роботы - программы, робот - хирург, робот - экскурсовод, социальный робот, шароробот, человекообразный робот, торговый робот в трейдинге.

Человекообразные роботы:

Робот, играющий в пинг-понг - «Topio» на международной выставке роботов, далекий 2009г. Токио.

Компания SCHAFT Япония, принадлежащая Google - р обот «S-One», весит 95 кг, оснащен двумя «ногами» и двумя «руками». Высота аппарата - 1,48 м, ширина - 1,31 м.

1:54 SCHAFT DARHA Robotics Challenge 8 Tasks + Special Walking

«Aiko» - девушка-робот , владеет японским и английским языками, может решать математические задачи, понимает более 13 000 предложений, поет песни, читает газеты, способна идентифицировать различного рода объекты и т.д.

Биороботы:

Фрэнк - разработан и создан в Смитсоновском институте США. Первый в мире биоробот, состоящий из 28 частей тела, копирующими человеческие - функционируют сердце, легкие, почки и т.п. Робот разговаривает и передвигается, но не обладает самостоятельным мышлением, отсутствует мимика лица.

1:21 Биоробота с лицом и органами покажут публике.

Промышленные роботы:

Промышленная робототехника по большей части предназначена для использования роботов в производстве и сборке в автомобильной, электронной промышленности, а так же в производстве продуктов питания и напитков. Чаще всего роботы используются для автоматизации таких процессов, как сварка, окраска, сборка, контроль продукции, тестирование и упаковка . Существуют несколько типов промышленных роботов: роботы типа SCARA, шарнирные роботы, декартовы роботы, цилиндрические роботы . Эти роботы используются в тяжелом машиностроении для выполнения таких функций, как сварка и паяльные работы, подача сырья и обработка материалов, измельчение и окраска, и т.д.

Согласно прогнозам аналитиков компании TechNavio , среднегодовой прирост мирового рынка промышленной робототехники в машиностроении составит 6,27% в период с 2013 г. по 2018 г.

Роботизированный сборочный цех компании Нисан, 2010г. новый завод - город Канда, Япония.

2:29 Промышленный робот Panasonic.

Подводные роботы:

Бытовые роботы:

Военные, боевые роботы:

В мире:

10:33 Военные роботы США.

Россия:

3:05 "Русский Терминатор" Российские боевые роботы

не имеют аналогов в мире! *(неужели?

Торговые роботы в трейдинге:

2:55 Алгоритмическая система. Торговый робот.

Торговый робот, созданный командой "United Traders" , занял первое место в конкурсе «Лучший частный инвестор-2011» . За 2,5 месяца его доходность составила почти 8 000 % годовых! Разработчики торгового робота для трейдинга из United Traders не исключают, что разработанный ими торговый робот для торговли на американских рынках, вполне возможно, на сегодняшний день не имеет конкурентов в России, а возможно, и во всем мире. Торговля идет всегда в плюс, поскольку используется сразу несколько стратегий, и если одна из них начинает давать просадки, она тут же исключается и включается следующая.

Лучшие возможности для использования торгового робота в трейдинге представляет так называемый высокочастотный трейдинг или скальпинг , где заработок во многом зависит от количества успешных сделок, каждая из которых в отдельности принося не большой доход, суммарно позволяет за день заработать значительные средства. Однако использование торговых роботов в таких сделках позволяет совершать тысячи подобных операций в день (увеличивая итоговую доходность на порядок), поскольку человек физически не способен на подобное.

В настоящее время не менее 95% от всего количества заявок и до 40% от фактических объемов торговли на ММВБ выставляются и осуществляются торговыми роботами. На срочном рынке (форварды, фьючерсы. опционы, свопы) доля торговых роботов в общем количестве выставленных заявок и объемов торговли составляет не менее 90% и 60% соответственно.

Робототехника - одно из перспективнейших направлений в сфере интернет-технологий, а то, что за ИТ-сферой будущее, в наше время и объяснять не надо. Кроме того, роботостроение может показаться занимательней прочего: сконструировать робота значит почти что создать новое существо, пусть и электронное, что, конечно же, привлекает. Впрочем, и в этой отрасли все может оказаться непросто, особенно на первых порах. Вместе с экспертами попытаемся разобраться, зачем нужна роботехника и как к ней подступиться.

Робототехника — одно из перспективнейших направлений в сфере интернет-технологий, а то, что за ИТ-сферой будущее, в наше время и объяснять не надо. Роботостроение — увлекательнейшая штука: сконструировать робота значит почти что создать новое существо, пусть и электронное.

С 60-х годов прошлого века автоматизированные и самоуправляющиеся устройства, делающие какую-либо работу за человека, стали использоваться для исследований и в производстве, затем в сфере услуг и с тех с каждым годом прочнее занимают свое место в жизни людей. Конечно, нельзя сказать, что в России все сплошь выполняется самостоятельными механизмами, однако определенный вектор в эту сторону точно намечается. Вот уже и Сбербанк планирует заменить три тысячи юристов умными машинами.

Вместе с экспертами попытаемся разобраться, зачем нужна роботехника и как к ней подступиться.

Чем отличается робототехника для детей от профессиональной?

Если коротко, то робототехника для детей направлена на изучение предмета, тогда как профессиональная - на решение конкретных задач. Если специалисты создают промышленные манипуляторы, выполняющие разные технологические задачи, или специализированные колесные платформы, то любители и дети, конечно же, занимаются вещами попроще.

Татьяна Волкова, сотрудник Центра интеллектуальной робототехники: «Как правило, с чего все начинают: разбираются с моторами и заставляют робота элементарно ехать вперед, потом - делать повороты. Когда робот выполняет команды движения, можно уже подключить датчик и сделать так, чтобы робот ехал на свет или, наоборот, «убегал» от него. А дальше идет любимая задача всех новичков: робот, который ездит по линии. Устраиваются даже различные гонки роботов».

Как понять, есть ли у ребенка склонность к робототехнике?

Для начала нужно купить конструктор и посмотреть, нравится ли ребенку собирать его. А дальше и в кружок можно отдать. Занятия помогут ему развить мелкую моторику, фантазию, пространственное восприятие, логику, концентрацию и терпеливость.

Чем быстрее получится определиться с направлением роботехники — конструирование, электроника, программирование — тем лучше. Все три области обширны и требуют отдельного изучения.

Александр Колотов, ведущий специалист STEM-программ в Университете Иннополис: «Если ребенку нравится собирать конструктор, то ему подойдёт конструирование. Если ему интересно изучать, как устроена вещь, то ему понравится заниматься электроникой. Если у ребенка тяга к математике, то его заинтересует программирование».

Когда начинать обучение робототехнике?

Начинать изучение и записываться в кружки лучше всего с детства, впрочем, не слишком рано — в 8-12 лет , говорят специалисты. Раньше ребенку сложнее уловить понятные абстракция, а позднее, в подростковом возрасте, у него могут появиться другие интересы, и он станет отвлекаться. Также ребенка необходимо мотивировать на изучение математики, чтобы ему было интересно и легко в будущем проектировать механизмы и схемы, составлять алгоритмы.

С 8-9 лет ребята уже могут понимать и запоминать, что такое резистор, светодиод, конденсатор, а позже и понятия из школьной физики осваивать с опережением школьной программы. Не важно, станут они специалистами в этой области или нет, полученные знания и навыки точно даром не пропадут.

В 14-15 лет нужно продолжать заниматься математикой, отодвинуть занятия в кружке по робототехнике на второй план и начать изучение программирования более серьезно - разбираться не только в сложных алгоритмах, но и в структурах хранения данных. Далее идут математический базис и знания в алгоритмизации, погружение в теорию механизмов и машин, проектирование электромеханической оснастки робототехнического устройства, реализацию алгоритмов автоматической навигации, алгоритмы компьютерного зрения и машинное обучение.

Александр Колотов: «Если в этот момент познакомить будущего специалиста с основами линейной алгебры, комплексным счислением, теорией вероятности и статистики, то к поступлению в вуз он уже будет хорошо представлять, зачем ему стоит обращать дополнительное внимание на эти предметы при получении высшего образования».

Какие конструкторы выбрать?

Для каждого возраста существуют свои образовательные программы, конструкторы и платформы, различающиеся степенью сложности. Можно найти как зарубежные, так и отечественные продукты. Есть дорогие наборы для робототехники (в районе 30 тыс. руб. и выше), есть и подешевле, совсем простые (в пределах 1-3 тыс. руб.).

Если ребенку 8-11 лет , можно купить конструкторы Lego или Fischertechnik (хотя, конечно, производители имеют предложения как для более младшего, так и для старшего возрастов). Конструктор Lego для робототехники обладает интересными деталями, яркими фигурками, он легок в сборке и снабжен подробной инструкцией. Серия конструкторов Fischertechnik для робототехники приближает к настоящему процессу разработки, здесь вам и провода, и штекеры, и визуальная среда программирования.

В 13-14 лет можно начать работать с ТРИК или модулями Arduino, которые, по словам Татьяны Волковой, является практически стандартом в области образовательной робототехники, а также Raspberry. ТРИК сложнее Lego, но легче Arduino и Raspberry Ri. Последние две уже требуют базовых навыков программирования.

Что еще потребуется изучить?

Программирование . Избежать его возможно только на первоначальном этапе, потом же без него никуда. Начать можно с Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Базовую механику. Начинать можно с поделок из бумаги, картона, бутылок, что важно и для мелкой моторики, и для общего развития. Самого простого робота можно сделать вообще из отдельных деталей (моторчики, провода, фотодатчик и одна несложная микросхема). Познакомиться с базовой механикой поможет «Мастерилка с папашей Шперхом».

Основы электроники. Для начала научиться собирать простые схемы. Для детей до восьми лет эксперты советуют конструктор «Знаток», дальше можно перейти к набору «Основы электроники. Начало».

Где заниматься робототехникой детям?

Если видите у ребенка интерес, можно отдать его в кружки и на курсы, хотя можно заниматься и самостоятельно. На курсах ребенок будет под руководством специалистов, сможет найти единомышленников, займется робототехникой на регулярной основе.

Также желательно сразу понять, чего хочется от занятий: участвовать в соревнованиях и бороться за призовые места, участвовать в проектной деятельности или просто заниматься для себя.

Алексей Колотов: «Для серьезных занятий, проектов, участия в соревнованиях нужно выбирать кружки, с небольшими группами по 6—8 человек и тренером, который приводит учеников к призовым местам на соревнованиях, который постоянно сам развивается и дает интересные задачи. Для занятий в виде хобби можно пойти в группы до 20 человек».

Как выбирать курсы для занятий робототехникой?

При записи на курсы обратите внимание на педагога , рекомендует коммерческий директор компании Promobot Олег Кивокурцев. «Бывают прецеденты, когда педагог просто отдает ребятам оборудование, а дальше занимайтесь кто чем хочет», — согласна с Олегом Татьяна Волкова. От таких занятий толку будет мало.

При выборе курсов также стоит обратить внимание и на имеющуюся материально-техническую базу . Есть ли там конструкторские наборы (не только Lego), имеется ли возможность писать программы, изучать механику и электронику, самому делать проекты. На каждую пару учащихся должен быть свой робототехнический комплект. Желательно с дополнительными деталями (колесами, шестернями, элементами каркаса), если хочется участвовать в соревнованиях. Если с одним набором работает сразу несколько команд то, скорее всего, никаких серьезных соревнования не предполагается.

Поинтересуйтесь, в каких соревнованиях участвует клуб робототехники . Помогают ли эти конкурсы закрепить полученные навыки и дают ли возможность для дальнейшего развития.

Соревнование Robocup 2014

Как изучать робототехнику самостоятельно?

Курсы требуют денег и времени. Если первого не хватает и регулярно ходить куда-либо не получится, можно заняться с ребенком самостоятельным изучением. Важно, чтобы родители обладали необходимой компетенцией в этой сфере: без помощи родителя, ребенку освоить робототехнику будет достаточно сложно, предостерегает Олег Кивокурцев.

Найдите материал для изучения. Их можно брать в Интернете, из заказываемых книг, на посещаемых конференциях, из журнала «Занимательная робототехника». Для самостоятельного изучения есть бесплатные онлайн-курсы, например, «Строим роботов и другие устройства на Arduino: от светофора до 3D-принтера».

Нужно ли изучать роботехнику взрослым?

Если Вы уже вышли из детского возраста, это не значит, что двери робототехники для Вас закрыты. Можно так же записаться на курсы или изучать ее самостоятельно.

Если человек решил заниматься этим как хобби, то путь его будет таким же, как у ребенка. Однако понятно, что дальше любительского уровня без профессионального образования (инженера-конструктора, программиста и электронщика) продвигаться вряд ли получится, хотя, конечно, устраиваться на стажировки в компании и упорно грызть гранит нового для вас направления никто не запрещает.

Олег Кивокурцев: «Взрослому будет проще освоить робототехнику, но важным фактором является время».

Для тех, у кого близкая специальность, но хочется переучиться, также есть разные курсы в помошь. Например, для специалистов по машинному обучению одойдет бесплатный онлайн-курс по вероятностной робототехнике «Искусственный интеллект в робототехнике». Также существуют образовательная программа Intel, просветительский проект «Лекториум», дистанционные курсы ИТМО. Не забудьте и про книги, например, есть много литературы для начинающих («Основы робототехники», «Введение в робототехнику», «Настольная книга робототехника»). Подберите то, что больше всего понятно и подходит вам.

Следует помнить, что серьезная работа отличается от любительского увлечения как минимум стоимостью затрат на оборудование и перечнем поставленных перед работником задач. Одно дело - своими руками собирать самого простого робота, совсем другое - заниматься, например, машинным зрением. Поэтому изучать основы конструирования, программирования и аппаратной инженерии все-таки лучше с ранних лет и впоследствии, если понравилось, поступать в профильный университет.

В какие вузы идти учиться?

Направления, связанные с робототехникой, можно найти в следующих вузах:

— Московский технологический университет (МИРЭА, МГУПИ, МИТХТ);

— Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана;

— Московский государственный технологический университет «Станкин»;

— Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва);

— Сколковский институт науки и технологий (Москва);

— Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II;

— Московский государственный университет пищевых производств;

— Московский государственный университет леса;

— Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (СГУАП);

— Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО);

— Магнитогорский государственный технический университет;

— Омский Государственный технический университет;

— Саратовский государственный технический университет;

— Университет Иннополис (Республика Татарстан);

— Южно-Российский федеральный университет (Новочеркасский ГТУ).

Самое главное

Знать азы робототехники в скором времени может оказаться полезно и обывателям, а возможность стать специалистом в этой сфере выглядит очень перспективно, так что хотя бы попробовать себя в «роботостроительстве» определенно стоит.

Изобретение относится к устройству, защищающему тело от удара, вызванного столкновением с препятствием во время перемещения устройства по поверхности. Устройство (1, 21), содержащее, по меньшей мере, тело (2, 22) и амортизатор (6), который подвижно прикреплен к телу таким образом, чтобы защищать тело от удара, вызванного столкновением с препятствием во время перемещения устройства по поверхности, в котором амортизатор (6) прикреплен к телу (2, 22) посредством, по меньшей мере, одной пружины (9, 25), продолжающейся в направлении, которое, по меньшей мере, в основном перпендикулярно направлению, в котором амортизатор является подвижным относительно тела, отличающееся тем, что пружина (9, 25) является предварительно натянутой спиральной пружиной, работающей на растяжение, при этом пружина (9, 25) имеет относительно большую жесткость при силах ниже заданного значения и относительно малую жесткость при силах выше заданного значения. Кроме того, выполнен робот-пылесос, содержащий такое устройство.

Система пылесоса-робота может быть использована для уборки пыли и посторонних материалов с пола, окон или газовых вентилей в доме и обеспечивает возможность точного определения пылесосом-роботом местоположения внешнего зарядного устройства, даже если оно находится за пределами зоны, в которой верхняя видеокамера может обнаружить опознавательные метки расположения, а способ стыковки позволяет пылесосу-роботу точно пристыковаться к внешнему зарядному устройству. Система пылесоса-робота содержит внешнее зарядное устройство с выводом питания, подключенным к сети питания общего пользования, опознавательную метку зарядного устройства, нанесенную на внешнее зарядное устройство, пылесос-робот с датчиком опознавательной метки, который обнаруживает опознавательную метку зарядного устройства, и с подзаряжаемой аккумуляторной батарей. Пылесос-робот выполнен с возможностью автоматической пристыковки к выводу питания для подзарядки подзаряжаемой аккумуляторной батареи. Система имеет блок управления выводом питания, смонтированный в составе внешнего зарядного устройства, для подачи питания только во время подзарядки пылесоса-робота и содержащий элемент крепления вывода питания, упругий элемент, подсоединенный одним концом к элементу крепления вывода питания, и подсоединенный другим концом к выводу питания для упругого крепления вывода питания, и микропереключатель, смонтированный между выводом питания и элементом крепления вывода питания и срабатывающий в соответствии с изменением положения вывода питания. Согласно способу стыковки пылесоса-робота с внешним зарядным устройством осуществляют отодвигание пылесоса-робота из положения подключения к внешнему зарядному устройству после получения сигнала к началу работы, при этом пылесос-робот после обнаружения первой опознавательной метки местоположения при посредстве верхней видеокамеры в процессе движения сохраняет в памяти, в качестве данных о точке входа, потолочное изображение, на котором впервые обнаружена первая опознавательная метка местоположения. Пылесосом-роботом выполняют назначенное задание, после ввода командного сигнала на подзарядку пылесос-робот возвращают в точку входа на основании данных текущего местоположения и сохраненных данных о точке входа, при этом данные текущего местоположения вычисляют по снятым верхней видеокамерой потолочным изображениям. Внешнее зарядное устройство обнаруживают посредством обнаружения опознавательной метки зарядного устройства с использованием датчика на корпусе пылесоса-робота, который подключают своим вводом подзарядки к выводу питания внешнего зарядного устройства. Подзаряжаемую аккумуляторную батарею подзаряжают от внешнего источника питания через ввод подзарядки.

Предложенное изобретение относится к автоматическим системам уборки помещений с парковочным модулем. Предложена автоматическая система уборки помещения, содержащая робот-пылесос, зарядную станцию, систему управления, а также парковочный модуль для робота-пылесоса. Парковочный модуль содержит корпус, обеспечивающий размещение в нем робота-пылесоса и зарядной станции, фронтальную крышку с управляемым приводным механизмом, обеспечивающим открытие и закрытие указанной фронтальной крышки по команде от системы управления. Наличие указанного парковочного модуля и его конструктивное выполнение обеспечивают улучшение эргономики автоматической системы уборки помещений, экономию внутреннего пространства помещения с сохранением дизайна помещения, а также исключение нежелательного контакта детей и домашних животных со сложной дорогостоящей роботизированной техникой.

Способ предназначен для зарядки робота-пылесоса, осуществляющего уборку очищаемой поверхности при самостоятельном перемещении по ней. Способ включает перемещение робота-пылесоса пользователем вплотную к зарядному устройству для его зарядки вручную, распознавание состояния соединения между зарядными клеммами зарядного устройства и контактными клеммами робота-пылесоса, подтверждение, находится ли робот-пылесос на заданном расстоянии от зарядного устройства, если зарядные клеммы и контактные клеммы разъединены друг с другом. Указанное подтверждение осуществляют по истечении заданного времени после получения подтверждения того, что зарядные и контактные клеммы разъединены друг с другом, путем обнаружения сигнала близкого расстояния, переданного от зарядного устройства, и подтверждения нахождения робота-пылесоса перед зарядным устройством, когда сигнал близкого расстояния обнаружен. Далее предусмотрено выполнение режима автоматической зарядки, при котором робот-пылесос автоматически перемещается и стыкуется с зарядным устройством для электрической зарядки, если робот-пылесос находится на заданном расстоянии от зарядного устройства. Технический результат состоит в обеспечении возможности выявления неправильного соединения между контактными и зарядными клеммами и предотвращении неправильной установки робота-пылесоса относительно зарядного устройства при зарядке робота-пылесоса вручную.

Робот-пылесос и система робота-пылесоса могут быть использованы для очистки различных поверхностей и способны эффективно выполнять заданный объем работы путем более точной идентификации текущего положения робота-пылесоса. Робот-пылесос содержит привод, предназначенный для приведения в движение множества колес, камеру, расположенную в корпусе, и управляющее устройство для идентификации положения привода путем использования информации о положении, полученной из идентификационной метки на потолке рабочей зоны, которая сфотографирована камерой, и для управления приводом путем использования информации об идентифицированном положении с возможностью обеспечения соответствия заданной операции чистки. Идентификационная метка имеет множество частей, указывающих направление, которые образованы за одно целое с ней. Части, указывающие направление, образованы в азимутальном направлении от заранее заданной центральной точки идентификационной метки и имеют разную длину. В варианте выполнения робот-пылесос содержит корпус, всасывающее устройство, множество колес, привод, соединенный с колесами, датчик для обнаружения препятствий, расположенный на корпусе, датчик для определения длины перемещения, расположенный на корпусе, камеру, выполненную с возможностью фотографирования идентификационной метки, образованной на потолке зоны, подлежащей чистке, управляющее устройство, сконфигурированное с возможностью выдачи сигнала приводу и идентификации положения робота-пылесоса на основе сравнения текущей фотографии идентификационной метки и хранящейся в памяти фотографии идентификационной метки. Система робота-пылесоса включает в себя робот-пылесос, содержащий привод для приведения в движение множества колес и верхнюю камеру, расположенную в корпусе для фотографирования верхнего изображения, простирающегося перпендикулярно направлению движения робота-пылесоса, и устройство дистанционного управления, имеющее беспроводную связь с роботом-пылесосом для идентификации текущего положения робота-пылесоса путем использования изображения идентификационной метки, образованной на потолке рабочей зоны, которая сфотографирована верхней камерой. Идентификационная метка имеет множество частей, указывающих направление, которые образованы за одно целое с ней. Части, указывающие направление, образованы в азимутальном направлении от заранее заданной центральной точки идентификационной метки и имеют различные длины. Устройство дистанционного управления выполнено с возможностью управления направлением рабочего перемещения робота-пылесоса и выполнения заданной операции чистки на основе идентифицированного текущего положения робота-пылесоса.